一种矿井用井筒上下联系测量的方法与流程

本发明涉及矿井测量技术领域，具体为一种矿井用井筒上下联系测量的方法。

背景技术：

井上下联系测量指的是将矿区地面平面坐标系统和高程系统传递到井下的测量，目的是使地面和井下测量控制网能够统一到同一坐标和高程系统。

在目前广泛使用的井上下联系测量法中，通常采用先坐标后高程的观测顺序，在罐笼顶部安置小绞车，通过罐笼内的小窗口，悬挂重物徐徐下放钢丝或钢尺。在井底测量水平处铺设大板，当钢丝或钢尺到达测量水平后，停止下放并闸住绞车，人员站在大板上连接工作重砣(钢丝置于盛满水的稳定液桶中)并稳定限幅，采用信号圈法检查自由悬挂情况。在地面及井下连接点上安置全站仪或水准仪，按测量规程要求进行连接测量。

但是，现有的井上下联系测量法在现场实际施工过程中存在一些弊端，比如：

在工程实践中，先坐标后高程的观测顺序，拉长了作业时间，严重影响矿井的生产；下放钢丝或长钢尺时，由于钢丝或长钢尺的摆动，可能会与井筒内各种管路或电缆缠绕；井底测量水平铺设大板作为操作平台，存在很大的安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种矿井用井筒上下的联系测量方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种矿井用井筒上下的联系测量方法，包括以下步骤：

s1.测量设施的定位安装；

s1-1.测量工器具的准备；

测量前，提前准备好测量过程需要的工器具；

s1-2.安装测量设施；

首先，安装手摇绞车；

在矿井上口两侧分别安装第一手摇绞车和第二手摇绞车，第一手摇绞车用于向矿井的井筒内下放钢丝，第二手摇绞车用于向矿井的井筒内下方钢尺，第一手摇绞车和第二手摇绞车的底座分别固定生根在地面上；

其次，在矿井的井筒上方安装调向装置；

调整罐笼在矿井井筒内的位置，使罐笼上表面与矿井井筒上口摇台的上表面平齐，在矿井井口上方的第一道套架梁上距摇台两侧各1m的位置搭设一根11#工字钢，工字钢两端与套架梁之间用钢丝绳绳鼻子固定，在两根工字钢的中间位置分别使用钢丝绳绳鼻子悬挂第一滑轮和第二滑轮；

s2.下放钢丝和钢尺并进行自由悬挂检查：

在第一手摇绞车的卷筒上缠绕钢丝，钢丝的自由端绕过第一滑轮后与罐笼上表面的保护伞竖杆固定连接，在第二手摇绞车的卷筒上缠绕钢尺，钢尺的自由端绕过第二滑轮后与罐笼上表面的保护伞竖杆固定连接；

将罐笼向矿井井筒的底部下放，同时操作第一手摇绞车和第二手摇绞车使钢丝和钢尺同步下放；

当罐笼的上表面与矿井井筒下口的摇台上表面齐平时，停止下放罐笼；

将钢丝与钢尺的自由端从罐笼上表面的保护伞竖杆脱开，在钢丝的自由端上悬挂第一标准重砣，在钢尺的自由端悬挂第二标准重砣；

当钢丝和钢尺处于稳定状态后，采用信号圈法检查其在井筒中的自由悬挂情况，以判断其与矿井井筒内的设施无接触；

s3.摆动观测；

在矿井井筒下口一侧巷道内的底板上摆设两台经纬仪，并在钢丝的垂直方向分别放置两个观测标尺，用两台经纬仪分别观测钢丝摆动时在两个观测标尺上摆幅的最大读数，连续读取至少13组数据，并分别取平均值；

s4.矿井井口地面及井筒下口的连接测量及水准测量；

s4-1.矿井井口地面的连接测量；

首先，预先按地面5″级导线的要求由近井点测设第一连接点，独立测量两次；

其次，在第一连接点上安置全站仪，在投点钢丝上安置反光板，按照地面5″级导线的要求进行钢丝的连接测量，采用一次对中两个测回测定连接角及连接边的水平边长；

s4-2.矿井井筒下口的连接测量；

首先，在摆动观测结束后，用两台经纬仪在定点支架板上标定出钢丝稳定状态中心；

其次，在矿井井筒下口的第二连接点处安置全站仪，按照井下7″级导线要求进行钢丝的连接测量，采用二次对中三个测回测定连接角及连接边的水平边长；

再次，按照井下7″级导线的要求连测到矿井井下的陀螺定向点；

s4-3.矿井上下水准测量；

首先，在地面连接测量的同时，地面及井下钢尺的一侧同时架设水准仪，按照四等水准测量的要求分别读取第一水准点和第二水准点的读数，然后通过信号联系，在矿井上下同时读取钢尺的读数，并分别测记矿井上下的温度；

其次，钢尺导入高程通过改变仪器高及错动钢尺的方式，独立进行两次。

优选的，所述步骤s1中提前准备的工器具具体有2块2.5m长11#工字钢、5副钢丝绳绳鼻子、2个滑轮、铁丝、2台手摇绞车、钢丝以及钢尺。

优选的，所述步骤s1中第一手摇绞车和第二手摇绞车距离矿井上口边缘的距离为3m。

优选的，所述步骤s1中第一手摇绞车和第二手摇绞车的底座两侧使用钢丝绳绳鼻子与地面上铺设的轨道固定连接。

优选的，所述步骤s2中罐笼的下方速度为0.15m-0.5m/s。

优选的，所述步骤s2中第一标准重砣的重量为20-50kg，第二标准重砣为等于比长拉力的工作重砣。

优选的，所述步骤s3中两台经纬仪与钢丝的水平距离为4-6m，且两台经纬仪与钢丝之间水平连线的夹角为45-135°。

优选的，所述步骤s3中选取平均数的操作次数至少为两次，当相邻两次平均值之间的误差不超过1mm时，取此两个平均值的平均值为最终值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明涉及的矿井井上下联系测量的施工方法中，在地面井筒两侧各安置一台手摇小绞车，并在上口套架梁上安置转向装置，利用罐笼同时下放钢丝和钢尺，井上下同时进行导线和水准测量，大大减少了井筒占用时间，避免长时间影响矿井的生产；利用罐笼上表面作为操作平台，大大减少了操作人员操作时的安全隐患。

附图说明

图1为本发明测量方法的测点布置示意图。

图中：1-钢丝；11-第一滑轮；12-第一手摇绞车；13-第一标准重砣；2-钢尺；21-第二滑轮；22-第二手摇绞车；23-第二标准重砣；3-稳定液桶；4-观测标尺；5-矿井；51-罐笼；6-第一连接点；61-第二连接点；7-近井点；8-第一水准点；81-第二水准点；9-陀螺定向点。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种矿井用井筒上下的联系测量方法，包括以下步骤：

s1.测量设施的定位安装；

s1-1.测量工器具的准备；

测量前，提前准备的工器具具体有2块2.5m长11#工字钢、5副钢丝绳绳鼻子、2个滑轮、铁丝、2台手摇绞车、钢丝以及钢尺。

s1-2.安装测量设施；

首先，安装手摇绞车；

在矿井5上口两侧分别安装第一手摇绞车12和第二手摇绞车22，第一手摇绞车12和第二手摇绞车22距离矿井5上口边缘的距离为3m，第一手摇绞车12用于向矿井5的井筒内下放钢丝1，第二手摇绞车22用于向矿井5的井筒内下方钢尺2，第一手摇绞车12和第二手摇绞车22的底座分别固定生根在地面上；其中，第一手摇绞车12和第二手摇绞车22的底座两侧具体可以使用钢丝绳绳鼻子与地面上铺设的轨道固定连接。

其次，在矿井5的井筒上方安装调向装置；

调整罐笼51在矿井5井筒内的位置，使罐笼51上表面与矿井5井筒上口摇台的上表面平齐，在矿井5井口上方的第一道套架梁上距摇台两侧各1m的位置搭设一根11#工字钢，工字钢两端与套架梁之间用钢丝绳绳鼻子固定，在两根工字钢的中间位置分别使用钢丝绳绳鼻子悬挂第一滑轮11和第二滑轮21；

s2.下放钢丝1和钢尺2并进行自由悬挂检查：

在第一手摇绞车12的卷筒上缠绕钢丝1，钢丝1的自由端绕过第一滑轮11后与罐笼51上表面的保护伞竖杆固定连接，在第二手摇绞车22的卷筒上缠绕钢尺2，钢尺2的自由端绕过第二滑轮21后与罐笼51上表面的保护伞竖杆固定连接；

将罐笼51向矿井5井筒的底部下放，同时操作第一手摇绞车12和第二手摇绞车22使钢丝1和钢尺2同步下放；其中，罐笼51的下方速度具体为0.15m-0.5m/s。

当罐笼51的上表面与矿井5井筒下口的摇台上表面齐平时，停止下放罐笼51；

将钢丝1与钢尺2的自由端从罐笼51上表面的保护伞竖杆脱开，在钢丝1的自由端上悬挂第一标准重砣13，在钢尺2的自由端悬挂第二标准重砣23；其中，第一标准重砣13的重量为20-50kg，第二标准重砣23为等于比长拉力的工作重砣；

当钢丝1和钢尺2处于稳定状态后，采用信号圈法检查其在井筒中的自由悬挂情况，以判断其与矿井5井筒内的设施无接触；

s3.摆动观测；

在矿井5井筒下口一侧巷道内的底板上摆设两台经纬仪，其中，两台经纬仪与钢丝1的水平距离为4-6m，且两台经纬仪与钢丝1之间水平连线的夹角为45-135°，并在钢丝1的垂直方向分别放置两个观测标尺4，用两台经纬仪分别观测钢丝1摆动时在两个观测标尺4上摆幅的最大读数，连续读取至少13组数据，并分别取平均值，其中，选取平均数的操作次数至少为两次，当相邻两次平均值之间的误差不超过1mm时，取此两个平均值的平均值为最终值。

s4.矿井5井口地面及井筒下口的连接测量及水准测量；

s4-1.矿井5井口地面的连接测量；

首先，预先按地面5″级导线的要求由近井点7测设第一连接点6，独立测量两次；

其次，在第一连接点6上安置全站仪，在投点钢丝1上安置反光板，按照地面5″级导线的要求进行钢丝1的连接测量，采用一次对中两个测回测定连接角及连接边的水平边长；

s4-2.矿井5井筒下口的连接测量；

首先，在摆动观测结束后，用两台经纬仪在定点支架板上标定出钢丝1稳定状态中心；

其次，在矿井5井筒下口的第二连接点61处安置全站仪，按照井下7″级导线要求进行钢丝1的连接测量，采用二次对中三个测回测定连接角及连接边的水平边长；

再次，按照井下7″级导线的要求连测到矿井5井下的陀螺定向点9；

s4-3.矿井5上下水准测量；

首先，在地面连接测量的同时，地面及井下钢尺2的一侧同时架设水准仪，按照四等水准测量的要求分别读取第一水准点8和第二水准点81的读数，然后通过信号联系，在矿井5上下同时读取钢尺2的读数，并分别测记矿井5上下的温度；

其次，钢尺2导入高程通过改变仪器高及错动钢尺2的方式，独立进行两次。

在本发明所提供的实施方式中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本发明各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。